In-Situ Borehole and Geofluid Simulator (iBOGS)

Geothermie bezeichnet die ingenieurtechnische Nutzbarmachung von thermischer Energie aus dem Untergrund (Erdwärme), um diese als Wärme zu Heizzwecken und/oder zur Stromerzeugung zu nutzen. Ein zentrales Problem bei der Erforschung geothermischer Systeme ist, dass ein wesentlicher Teil der Vorgänge zur Erschließung geothermischer Potentiale im Erdinneren stattfindet und daher meist nur durch indirekte Messungen (z. B. in unmittelbarer Nähe eines Bohrlochs) untersucht werden kann. Die gegenwärtige Forschung stützt sich daher zum Großteil auf Laborversuche, bei denen die relevanten Prozesse im geothermischen Reservoir simuliert werden. Die tatsächlichen Druck- und Temperaturbedingungen der geothermischen Reservoire in Tiefen bis zu 5.000 m werden hierbei teilweise vernachlässigt und im Labor nicht abgebildet. Die Wechselwirkungen und technischen Herausforderungen der Erschließung und Nutzung dieser Reservoire, z. B. des Bohrprozesses, können so jedoch nicht in voller Gänze nachgestellt werden.

Der Versuchsstand In-situ Borehole and Geofluid Simulator (iBOGS) der Hochschule Bochum schließt nun diese Lücke und ermöglicht den Anwendern, Prozesse während der Erschließung und Nutzung von geothermischen Reservoiren unter realistischen Bedingungen zu simulieren.

iBOGS (Hersteller: GL Test Systems GmbH)

Die iBOGS bezeichnet eine Druck- und Temperaturprüfzelle, in der zylinderförmige Gesteinsproben den Bedingungen großer Tiefen bis zu 5.000 m ausgesetzt werden. Durch Aufheizen der Gesteinsprobe und gleichzeitigem Beaufschlagen mit allseitigem Druck werden diese Bedingungen simuliert. Die Größe der Proben (0,25 m Durchmesser und 1,5 m Länge) erlaubt es, Bohrverfahren und Bohrwerkzeuge an den Gesteinsproben zu testen. Die iBOGS besitzt einen entsprechenden Zugang, um die Versuche mit echten Bohrgeräten / -werkzeugen, die zur Erschließung der Reservoire tatsächlich eingesetzt werden, durchzuführen. Zusätzlich können die beteiligten Fluide in den Prozessen (Bohrfluide des Bohrprozesses und Geo- / Porenfluide aus dem Gestein) unter realen Bedingungen dargestellt werden.
Mit Hilfe der iBOGS können so Fragen der Grundlagenforschung beantwortet werden (Welche Wechselwirkungen treten zwischen Gesteinen und Fluiden auf?) und anwendungsnahe Probleme bewältigt werden (Wie können Bohrkosten reduziert werden? Ist eine hydraulische Stimulation zur Reservoirerschließung notwendig?). Mit dem Versuchsstand ist es erstmalig möglich, die gesamte Prozesskette während der Erschließung und Nutzung geothermischer Reservoire unter realistischen Bedingungen zu simulieren. Die iBOGS stellt im Bereich der Erforschung geothermischer Systeme eine einzigartige experimentelle Einrichtung dar und bildet das entscheidende Bindeglied zwischen Laborversuchen und realer Situation im Untergrund.

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